نانوجوهری برای تولید ساختارهای شیشه‌ای با چاپ سه‌بعدی

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، محققان در تحقیقات جدید خود نشان دادند که چگونه از نوعی جوهر مبتنی بر نانوذرات سیلیکا می‌توان برای چاپ سه‌بعدی قطعات اپتیکی استفاده کرد.
چاپ سه‌بعدی در حال رشد است، اما موادی که می‌توان از آنها برای چاپ استفاده کرد در حال حاضر به مواد پلیمری، سرامیک و فلزات محدود است. با این روش جدید می‌توان ساختارهایی را که با قالب امکان تولید آنها وجود ندارد را تولید کرد. دو شرکت آدیداس و کربن اخیراً اعلام کردند که قصد دارند تا کفی کفش را با استفاده از چاپ سه‌بعدی تولید کنند.
شیشه یکی از موادی است که به دلیل شفافیت و مقاومت در برابر آسیب‌های شیمیایی و حرارتی برای چاپ سه‌بعدی قابل استفاده است، اما باید این ماده را تا 1000 درجه گرما داد. برای حل این مشکل محققان از شیشه مایع استفاده کردند که در واقع کامپوزیتی است که در آن از نانوذرات سیلیکا و منومرهای هیدروکسی‌ اتیل‌ متا‌ آکریلات قابل پخت با فرابنفش استفاده شده است.

برای تولید این ماده که قابل انطباق با چاپ سه‌بعدی باشد و به لیتوگرافی فضایی گفته می‌شود، اصلاحاتی در لیتوگرافی فضایی انجام شده است. برای شفاف‌تر شدن این جوهر، حلال را از آن جدا کردند. همچنین برای افزایش استحکام ماده نهایی تولید شده از افزودنی با وزن مولکولی بالا به نام تری‌آکریلات استفاده کردند.

این ماده می‌تواند همانند یک پلیمر برای چاپ استفاده شود در حالی که محصول نهایی ظاهری شبیه به شیشه دارد. بعد از چاپ با این جوهر شیشه‌ای مایع، محققان آن را گرمادهی می‌کنند تا پلیمر از بین برود و یک بار نیز تا دمای 1300 درجه گرم می‌کنند تا نانوذرات پخته شده و آنچه که باقی می‌ماند بخش سیلیکای شفاف است.
این گروه با استفاده از این فناوری، قطعات مختلفی نظیر میکرولنز و تراشه میکروسیالی تولید کردند که قدرت تفکیک آن در حد چند میکرومتر است.